[发明专利]一种无定形网络覆盖的频谱分配方法

说明书

本发明公开了一种无定形网络覆盖的频谱分配方法。所述方法包括：无定形覆盖的无线网络有个基站和个游牧站点；每个基站感知自己覆盖范围内的空闲频带；然后，每个基站将获取的频带分配到通信链路，用户和基站进行上行通信；所有基站将空闲频带集合报告给移动交换中心，后者找出相同的频带集合；移动交换中心先将相同的频带分配给互不干扰的游牧站点和近端用户，再将剩下的互不重叠的频带分配给余下的游牧站点和近端用户；和游牧站点相连的远端用户、密集区域用户不仅被分配游牧站点的频带，还被分配不在干扰距离内的近端用户的频带。本方法根据基站感知得到的可用频带信息和游牧站点之间的干扰信息进行频带分配，在提升无线网络的容量和覆盖度同时提高频带利用率，适用于无定形覆盖的无线网络频谱分配。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种无定形网络覆盖的频谱分配方法。

背景技术

频谱资源以前都由政府管理，采用固定授权分配方式。近年来实测数据表明已经分配的频带利用率不高，在时间和空间上都存在大量空闲。另一方面，新型无线通信系统发展迅速，需要更多的频带来满足通信服务质量要求。在剩余可开发的频谱资源有限的情况下，提高频带利用率成为现实途径。认知无线电技术有望实现这一愿景，它允许非授权用户机会式地共享授权用户的频带，从而使得已经分配的频带能够容纳更多用户通信。

蜂窝网最初由正六边形的小区组成，便于中心式管理。但是这种覆盖框架存在小区边缘信号质量差、远近效应等问题。近年来随着小区分裂、中继等技术引入，蜂窝网的异构、分层特征越来越明显。特别最近人们考虑在蜂窝网中引入游牧站点，突破传统的正六边形覆盖框架，形成无定形覆盖，提升蜂窝网容量和小区边缘、热点区域的信号质量。无定形网络覆盖可以推广到无线局域网、无线网状网、无线传感器网络等其它无线网络，同样可以提升网络容量和覆盖度。

蜂窝网等无线网络的频谱分配方法得到广泛关注，人们已经提出很多基于最优化理论、图论、博弈论、生物学启发的频谱分配方法，抑制站点之间的干扰同时提高频带利用率，但是无定形网络覆盖的频谱分配方法还很少见。

发明内容

针对现有的无线网络频谱分配方法未考虑站点游牧的情形，本发明提出一种无定形网络覆盖的频谱分配方法，根据基站感知得到的可用频带信息和游牧站点之间的干扰信息进行频带分配，在提升无线网络的容量和覆盖度同时提高频带利用率。

本发明技术方案如下：

一种无定形覆盖的无线网络，包括N个基站和K个游牧站点。用户动态地进入/离开基站和游牧站点覆盖的区域，用户数不是固定的；在基站覆盖范围内的用户直接连接到基站，但是密集区域的用户数可能超过基站容量，需要游牧站点分担流量；不在基站覆盖范围内的用户则由游牧站点通过中继转发接入到基站；

一种无定形网络覆盖的频谱分配方法，具体包括如下步骤：

(1)游牧站点往不在基站覆盖范围内的用户和密集区域的用户移动，每个游牧站点的移动路线和游牧站点之间的协调由移动交换中心控制，保证游牧站点合理分布在用户活动区域以给不在基站覆盖范围内的用户和密集区域的用户提供接入，及保证每个游牧站点离任何基站的距离不超过基站的覆盖半径以使每个游牧站点可以接入到一个基站；

(2)游牧站点的移动周期性地进行，周期设为T s；在游牧站点的一个移动周期开始时，移动交换中心预测游牧站点的移动路线，估计每个基站可能连接的游牧站点数和用户数；在游牧站点的一个移动周期结束时，每个游牧站点的位置确定，它们按照最近距离原则接入到基站；第n个基站接入的游牧站点数设为K_n，有